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超薄材料有望增强6G卫星通信能力

 作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2024/9/18 9:35:10 字体大小:

科技日报讯(记者刘霞)超材料具有同类天然材料不具备的特性。在一项最新研究中,英国科学家研制出一款超薄二维(2D)表面,能对卫星最常用的电磁波进行操纵和转换。这一成果有望提升6G卫星在通信、高速数据传输和遥感方面的能力。相关论文发表于新一期《通信工程》杂志。

传统的通信天线主要发射和接收垂直或水平方向的电磁波,但这种方法存在诸多弊端。例如,发射天线和接收天线之间的微小错位便可能导致信号质量下降,使传输效率降低;信号传输还容易受到降雨和电离层干扰等影响,导致信号失真。

此次,英国格拉斯哥大学研制出2D超材料表面,能将线偏振电磁波巧妙地转换为圆偏振电磁波,使天线在不利条件下也能更有效地相互通信,从而显著提升卫星和地面站之间的通信质量,增强卫星通信的可靠性,同时最大程度地减少信号失真和衰减问题。

超材料表面厚度仅为0.64毫米,由呈几何形状排列的微型铜制成,置于高频通信中常用的商用电路板上。它能在Ku、K和Ka波段范围内工作,这些波段电磁波的频率介于12吉赫兹至40吉赫兹之间,通常应用于卫星通信和遥感等领域。

超材料表面还能通过右旋和左旋圆极化,使信道容量翻倍。更重要的是,它能利用传统印刷的电路板制造技术批量生产,制造方式简单经济,未来可作为卫星机载设备广泛采用。

研究人员表示,这款2D超材料表面可帮助卫星为手机带来更好信号,为数据传输提供更稳定的连接。此外,它还能增强卫星扫描地球表面的能力,从而提高对气候变化的理解,更好地跟踪研究野生动物迁徙。

信源地址:/html/shownews.aspx          
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